Bölüm 1

Sera Gazı envanterlerinin ve yöntemlerinin teknik boyutları

Ulusal Sera Gazı Envanterleri Uygulamalı Eğitim Çalıştayı - IPCC Kesişen Konular

4-5-6 Kasım 2015, Ankara, Türkiye

Sera Gazı Envanteri

• Bir Sera Gazı envanteri atmosfere salınan sera gazlarının miktarı ile atmosferden çıkan karbondiyoksit miktarının muhasebesidir.

• Sera Gazı envanterini nitelendiren hususlar:

1.Salınan ve tutulan sera gazlarının kimyasal ve fiziksel kimliği

2.Emisyon ve azaltımlara neden olan sektörler ve faaliyetler

3.Emisyon ve azaltımların lokasyonu (örn: coğrafi kapsama alanı)

4.Emisyon ve azaltım tahminlerinin yapıldığı zaman dilimi

Antropojenik emisyonlar ve azaltımlar• Sera gazlarının salınmasına neden olan antropojenik faaliyetler:

• Enerji üretimi için fosil yakıtların yanması

• Çimento, çelik ve kimyasallar gibi malzemelerin üretimi

• Çiftçilik ve mahsül üretimi gibi tarımsal faaliyetler

• Ormanların tahrip edilmesi

• Düzenli atık depolama

• Karbondiyoksitin atmosferden atılmasını sağlayan insan müdahaleleri:• Ağaçlandırma

• Yeniden Ormanlaştırma

• Karbon yakalama ve depolama

Antropojenik emisyonlar ve azaltımlar

• Ormancılık gibi bazı faaliyetlerin antropojenik olup olmadığına karar vermek güç olabilir.

• Örnek: Orman yangınları biyo kütle içerisinde depolanarak atmosfere salınan büyük miktarlarda karbonun ortaya çıkmasına neden olmaktadır.

Bütün orman yangınları doğal mıdır? Nedenini bilemeyeceğimiz birçok orman yangını bakımından.

Bütün orman yangınları antropojenik midir? Birçok ülkede, orman alanları insan yönetimine tabi olarak değerlendirilmektedir.

Parametre 1: Sera gazları

• CO2, CH4 ve N2O hem doğal hem de antropojenik proseslerle salınabilirler, böylelikle yer yüzünde hiç insan olmasa dahi atmosferde mevcut olabilirler.

• HFCs, PFCs, SF6 ve NF3 (F-gazları veya florin gazlar),sınırlı sayıda istisna ile, büyük ölçüde endüstriyel proseslerle ortaya çıkmaktadır ve böylelikle atmosferdeki konsantrasyonları sadece insan faaliyetlerinin bir sonucudur.

Bireysel Sera gazları Sera gazları Aileleri

Karbondiyoksit(CO2) Hidroflorokarbonlar (HFCs)

Metan(CH4) Perforokarbonlar (PFCs)

Nitröz oksit (N2O)

Sülfür heksaflorid (SF6)

Nitrojen trifluorid (NF3)

Karbon Dioksit (CO2)

• Karbon atmosferde büyük bir çoğunlukla CO2 olarak okside olmuş formunda bulunmaktadır.• Atmosferik CO2 is küresel karbon döngüsünün bir parçası, jeo-kimyasal ve biyolojik proseslerin bir

fonksiyonudur

• CO2 nin antropojenik kaynakları• Fosil yakıtların yanması• Ormanların tahrip edilmesi ve diğer biyokütle yanmaları • Enerji dışı üretim prossesleri (örn: çimento üretimi)

• CO2 konsantrasyonları, sanayi öncesi dönemlerde ~280 ppmv ‘den günümüzde ~400 ppmv ‘ye çıkmıştır.

• IPCC: “1951’den 2010’a kadar ki süreçte yüzey sıcaklığının küresel ortalamasındaki gözlemlenen artışın yarısından daha fazlasının Sera gazı konsantrasyonları ve diğer antropojenik zorlamalar yüzünden olduğu çok açıktır.“ Bu nedenle CO2 çok önemlidir.

Metan (CH4)

• Metan temel olarak biyolojik sistemlerdeki organik maddenin anaerobik olarak bozulmasıyla ortaya çıkmaktadır. • Sulak alan pirinç yetiştiriciliği, hayvanlarda entrik fermentasyon ve hayvan

atıklarının çürümesi gibi tarımsal prosesler

• Belediye katı katıklarının bozulması

• Doğal gaz ve petrolün üretimi ve dağıtımı

• Kömür madenciliğinin yan ürünü olarak tamamlanmamış fosil yakıt yanması.

• CH4 atmosferik konsantrasyonları 1750’den bu yana yaklaşık 158%artmıştır.

• IPCC’ye göre atmosfere giren mevcut CH4’ ‘nin yarısından fazlasıantropojeniktir.

Nitröz oksit (N2O)

• N2O ‘nin antropojenik kaynakları• Tarım toprakları, özellikle nitrojen kullanılarak üretilen mahsüller ve yemler, sentetik

gübrelerin kullanılması, hayvancılıkta gübrenin tortulaşması

• Özellikle mobil yanma ve fosil yakıt yakma

• Adipik (naylon) ve nitrik asit üretimi

• Wastewater treatment and waste incineration Atık su arıtma ve atık insenerasyonu

• Biyo kütle yakma.

• IPCC’ye göre, N2O’nun atmosferik konsantrasyonu, 1750’den bu yana yüzde 19 oranında artmıştır. Son bin yılda aşılmamış bir konsantrasyondur.

Halokarbonlar, Perflorokarbonlar, Sülfür Heksaflorid ve Nitrojen Triflorid

• Halokarbonlar çoğunlukla insan yapımı kimyasallardır.

• PFCs, SF6 & NF3 ozon tabakasını incelten maddeler değildir, fakatkuvvetli sera gazlarıdır.

• HFCs temel olarak ozonu incelten maddelere ikame olarak kullanılmakta ve HCFC-22 üretiminin bir yan ürünü olarak salınmaktadır.

• PFCs, SF6 ve NF3 are çoğunlukla alüminyum eritme, yarı iletken üretimi, elektrik enerjisi iletim ve dağıtımı, magnezyum dökümü gibi işlemlerle ortaya çıkar.

Diğer Gazlar

• Hava kirliliğine öncü gazlar

• Atmosferdeki ömürleri kısa olduğundan, az miktarda doğrudan zorlayıcı etki oluştururlar

• Prekürsör gazlar:

• Nitrojen oksitler (NOx),

• Amonyak (NH3),

• Metan dışı uçucu organik bileşenler (NMVOCs),

• Karbon monoksit (CO) ve

• Sülfür diyoksit (SO2),

• Söz konusu gazların emisyon tahminlerini yapma yöntemleri IPCC rehberlerinde bulunmamaktadır

• Referans olarak; US EPA Handsbook ve EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook.

Küresel ısınma potansiyeli (GWP)

• GWP, belirli miktarda sera gazının göreceli ışınımsal zorlama etkilerinin küresel ortalamasının niceliksel ölçümüdür.

• IPCC Tanımı: 1 kilogram (kg) eser madde anlık salımından kaynaklanan zamanentegre ışınımsal zorlamanın 1 kg referans maddeye oranı. Kullanılan referansgaz CO2’’tir ve GWP-ağırlıklı emisyonlar CO2 eşdeğer birimleriyle ölçülür.

• Farklı gazların emisyon ve azaltım etkilerinin karşılaştırılmasına izin verir

• Tipik olarak ±35% belirsizlik vardır

• 100 yıllık bir zaman dilimi baz alınan GWP, sera gazı envanterleri için kullanılmaktadır.

GWP değerlerindeki değişimler

Çeşitli Değerlendirme Raporları bakımından, IPCC GWP hesaplamalarını iyileştirmiştir.

GWP değerlerinin kullanılması

• Farklı raporlama protokollerinde belirtilen GWP değerleri. • Mevcut BMIDÇS raporlama rehberleri, Kyoto Protokolü’ne uyumlu olması

bakımından, SAR’dan gelen GWP değerlerinin kullanılmasını gerekli görmektedir.

• CO2 eşdeğer emisyonları elde etmek için, CO2 dışı bir gazın emisyon miktarının kendi GWP değeriyle çarpılması

• Example: 150 Gg CH4 ‘nin CO2-eq birimine dönüştürülmesi46,500 Gg CO2-eq elde etmek için 150 Gg ‘yi 310 ile çarpınız (SAR’dan CH4 için GWP değeri)

Parametre 2: Sektörler ve faaliyetler

• IPCC Sektörleri1. Enerji

2. Endüstriyel Prosesler ve Ürün kullanımı (IPPU)

3. Tarım, Ormancılık ve Diğer Arazi Kullanımı (AFOLU)

4. Atık

• Envanteriniz için toplam emisyon ve azaltımların hesaplanması, her bir alt kategorinin kategorilere, kategorilerin de sektörlere yapmış olduğu katkıları toplayarak yapılmaktadır.

2006 IPCC Rehberine Göre Sektörler

• Enerji: Yakıt yakma ve kaçak yakıt emisyonları dahil olmak üzere sabit ve gezici enerji faaliyetlerinden gelen bütün sera gazlarının emisyonları

• Sanayi prosesleri: Fosil yakıt tüketimi gibi doğrudan enerji faaliyetleriyle ilgili olmayan sanayi proseslerinden kaynaklanan sera gazlarının yan ürünü ya da uçucu emisyonlar ile solvent kullanımından kaynaklanan NMVOC’ler, ürün kullanımından kaynaklanan N2O emisyonları.

• Tarım, Ormancılık ve Diğer Arazi Kullanımları: Yakıt tüketimi hariç tarımsal faaliyetlerden kaynaklanan enerji kapsamında ele alınan antropojenik emisyonlar ve orman yönetimi, diğer arazi kullanımı faaliyetleri ve arazi kullanımı değişikliğinden kaynaklanan CO2, CH4, and N2O emisyon ve azaltımları

• Atık: Atık yönetimi faaliyetlerinden kaynaklanan emisyonlar.

Parametre 3: Emisyon ve azaltım lokasyonu

Bir envanterin sınırı coğrafi alanı ve/veya kapsam altındaki belirli faaliyetlerin listesini belirler.Seviye Sınır

Ulusal Bir ülkenin yetki sınırına giren ulusal topraklar ve deniz sularındaki tüm faaliyetler.

Alt-ulusal İl, belediye ya da başka bir idari yetki birimi gbii ulusal toprakların bir bölümü içerisindeki faaliyetler (hepsi

veya bir kısmı).

Bölgesel Birden fazla ülkenin giren ulusal toprakları ve deniz sularındaki faaliyetler (hepsi veya bir kısmıı) (örn.

Avrupa Birliği sera gazı envanteri).

Organizasyonel İki genel yaklaşım:

Sermaye hisse oranı yaklaşımı : işletme her bir uygulamadan kaynaklanan sera gazı

emisyonlarından sermaye hissesi oranında sorumludur;

Kontrol yaklaşımı: işletme kontrolü altındaki uygulamalardan kaynaklanan sera gazı emisyonlarının

yüzde 100’ünden sorumludur.

Sektörel Belirli bir sektördeki tüm faaliyetler.

Proje Bir projenin uygulamaları kapsamında kontrol edilen, etkilenen ya da ilişkili olan tüm faaliyetler.

Tedarik Zinciri Bir ürünün üretimi, tüketiciye ulaştırılması ve satışına müdahil olan organizasyonlardan (örn, imalatçılar,

toptancılar, dağıtımcılar ve perakendeciler) oluşan ağ ile ilgili tüm faaliyetler.

Parametre 4: Zaman aralığı

• Çoğu zaman, sera gazı envanterleri bir takvim yılı için hazırlanır.

• Belirli bir yıl için ya da takvim yılı dağılımında eksik olduğunda, emisyon/azaltım tahminleri, ortalama, interpolasyon ve ekstrapolasyongibi uygun metotların uygulanmasıyla diğer yılların verileri kullanarak hesaplanabilir.

• Yıllık sera gazı envanter tahminleri dizisi zaman serisidir.

• Zaman serilerinizin olabildiğince tutarlı veri ve metotlara dayandığından emin olun. Öyle olmadığı takdirde zaman içindeki değişim gerçek değişikliklerden ziyade hata ya da sapmaların sonucu olabilir.

Kilit kavramlar ve tanımlar

Faaliyet verisi

• Belirli bir zaman dönemi içerisinde emisyon ya da azaltımlara neden olan insan faaliyetinin boyutuna ilişkin sayısal bilgiyi ifade eder. Enerji kullanımı, metal üretimi, arazi alanları, yönetim sistemleri, kireç ve gübre kullanımı, atık malzemeler hakkındaki veriler faaliyet verisine örnektir.

Emisyon faktörü

• Bir gazın birim faaliyet başına emisyon ya da azaltımını niceliklendiren katsayı. Genellikle belirli işletim koşulları kapsamında temsili emisyon oranının oluşturulması için ortalanan bir dizi ölçüm verisine dayanmaktadır.

İyi Uygulama

• İyi uygulamalara uyan envanterler, belirsizliğin uygulanabilir ölçüde azaltıldığı ve tahminlerin muhakeme ölçüsünde ne değerlerin ne üstünde ne de altında olduğu envanterlerdir.

Kilit kavramlar ve tanımlar

Kilit Kategoriler

• Toplam sera gazı envanterinde aşağıdaki unsurlar açısından önemli etkisi bulunan emisyon ve azaltım kategorilerini tespit etmek amacıyla kullanılır:

• Emisyon ve azaltım mutlak seviyesi,

• Emisyon ve azaltım eğilimi, veya

• Emisyon ve azaltım belirsizliği.

• Veri toplama, hazırlama, KG/KK ve raporlama için öncelikli olmalıdır.

Karar ağaçları

• Kilit kategori değerlendirmeniz temelinde belirli bir kategori için uygun kademe metodolojisinin seçimine yardımcı olur. Kilit kategoriler için üst kademe metotlarının kullanılması, kaynak gerekliliklerinin elverdiği ölçüde iyi uygulamadır.

Kilit kavramlar ve tanımlar

Belirsizlik değerlendirmesi

• Envanterin tamamı ve bileşenleri için muhtemel değer aralıklarını ve olasılıklarını belirtmektedir. Belirsizliğin nedenlerine ilişkin niteliksel açıklamaları da içerir.

Kalite yönetimi

• 2006 IPCC Rehberi KG/KK ve doğrulama faaliyetleri vasıtasıyla devamlı iyileştirmeyi ve titizliği teşvik etmektedir.

Tahmin metodolojilerine giriş

• Emisyon ya da azaltım tahminlerinin hesaplanmasında en basit ve en yaygın kullanılan metodoloji yaklaşımı faaliyet verisinin (FV) emisyon faktörüyle (EF) çarpılmasıdır. Temel denklem şu şekildedir :

Emisyonlar = FV x EF

Örnek:

• Enerji sektöründe yakıt tüketimi faaliyet verisini oluştururken tüketilen yakıt birimi başına salınan CO2 kütlesi emisyon faktörüdür.

Methodologik kademeler

• Kademe, sera gazı emisyonları ve azaltımlarına ilişkin tahminlerin hesaplanması için gerekli metodolojik karmaşıklık ve çaba düzeyini ifade eder.

• Kademe 1 mevcut faaliyet verisi ve varsayılan IPCC emisyon faktörlerini kullanarak uygulanabilen en temel metottur

• Kademe 2 karmaşıklık ve çaba düzeyi açısından bir ara metottur ve çoğunlukla mevcut faaliyet verilerinin ve daha ayrıntılı ya da spesifik emisyon faktörlerinin kullanımına dayanır

• Kademe 3 karmaşıklık ve veri gereklilikleri açısından en talepkar metottur ve genellikle modellerin ve diğer karmaşık denklemlerle verilerin kullanımını gerektirir

Farklı kademelerin kullanımı

• Tüm kategoriler için Kademe 1 metotları halihazırda mevcut ulusal ve uluslararası istatistikleri varsayılan emisyon faktörleriyle birarada kullanmak üzere tasarlanmıştır, dolayısıyla tüm ülkelerde uygulanabilir olmalıdır.

• Kademe 2 ve 3 üst kademe metotları olarak adlandırılır ve Kademe 1’e kıyasla doğruluğunun düzeyi daha yüksek olarak değerlendirilir çünkü sera gazı envanteri açısından yerel koşulları ve belirli durumları daha iyi yansıtır.

• Eğer bir üst kademe metodunda kullanılan verilerin kalitesi düşükse Kademe 1 metodundan 2’ye ya da 3’e geçtiğinizde esasında doğruluk düzeyini kötüleştirebilirsiniz.

• Seçtiğiniz metoda girdi olarak kullandığınız verilerin arkasındaki belirsizliği anlamanız gerekir.

Kademe 1 yaklaşımı örnekleri

Kademe 1 Emisyon Faktörleri

• Tüketilen yakıt miktarı verileri• Varsayılan emisyon faktörü (örn, IPCC tarafından sağlanan).

Kademe 1 Emisyon Faktörleri

• Sistemin düzenleyici rehbere uyum sağladığı varsayımıyla metan geri kazanım sistemi verimliliği

• Tüketici ya da tedarikçi başına kullanılan yakıtın ulusal ortalaması • Tüketici ya da tedarikçi başına ulusal ortalama katı atık üretimi

Kademe 2 yaklaşımı örnekleri

Kademe 2 Emisyon Faktörleri• Yakılan yakıt miktarına ilişkin veriler• Her gaz için ülkeye özgü emisyon faktörü

Kademe 2 Faaliyet Verileri • Sistem kullanımı ve tasarımına göre kullanılan enerjiye ilişkin mühendislik tahminleri• Nüfus değişiklikleri ve yıllık sıcaklıklardaki oynamalar temelinde şekillendirilen ısınmada

kullanılan yakıt tahminleri (ısıtılan gün sayısı) • Ortalama yakıt verimliliğiyle kat edilen yolun çarpılmasıyla tahmin edilen yakıt kullanımı• Sistem tasarımı temelinde metan geri kazanım sistemi etkinlik tahminleri• Sistematik trafik sayımları ve yol segmenti uzunlukları temelinde tüketici ya da tedarikçiler

tarafından kat edilen toplam mesafe tahminleri

Kademe 3 yaklaşımı örnekleri

Kademe 3 Emisyon Faktörleri• Tüketilen yakıt miktarına ilişkin veriler• Her gaz için ülkeye özgü emisyon faktörü• Yanma teknolojisi• İşletim koşulları• Kontrol teknolojisi• Bakım kalitesi• Yakıtın yanması için kullanılan ekipman yaşı

Kademe 3 Faaliyet Verileri • Ölçülen enerji kullanımı • Ölçülen metan geri kazanımı (recovery) • Transfer istasyonunda tartılan katı atık miktarı

Diğer metodolojik değerlendirmelerEmisyonlar = FV x EF

Diğer parametreleri içerecek şekilde değiştirilebilir.

• Örnek: Zaman boşlukları söz konusu olduğunda, zaman içindeki emisyonların profillerini hesaba katmak için genellikle yeni parametreler ve denklemler kullanılır. Örneğin, atık sahasında materyallerin çözünmesi için geçen zamanı hesaba katmak amacıyla birinci derece bozulma yöntemleri kullanılır. Bir başka örnek de soğutucu ekipmanlardan sızan refrigerantlardır.

• 2006 Rehberi’nde de kütle denge metotları yer almaktadır.Örnek: TODAK sektöründe canlı biyokütle ve ölü organik madde

havuzlarındaki karbon içeriğinde gerçekleşen değişimden kaynaklanan CO2 emisyonlarının tahmini için stok değişikliği metodu kullanılır.

Sera gazı envanter hazırlama süreci• Sera gazı envanter hazırlama adım adım

yürütülen bir süreçtir : veri toplama, emisyon ve azaltım tahmini, KG/KK ve doğrulama, belirsizlik değerlendirmesi ve raporlama.

• Birbirine eklenerek gelişen ve her yeni envanter hazırlandığında iyileştirilen tekrar eden nitelikte bir süreçtir.

• Zaman serilerinizdeki tüm yıllar için verilerin tutarlılık açısından gözden geçirilmesi ve uygulanabilir iyileştirmelerin yapılmasıyla güncellenmesi gerekir.

Adım 1: Kilit kategorilerin tespit edilmesi• Sera gazı envanterinin ilk adımı kilit kategorilerin belirlenmesidir.

• Kilit kategoriler önceki yılın tahminlerine göre niceliksel olarak tespit edilebilir.

• Yeni bir envanter söz konusuysa, belirli emisyon kaynakları ve ilgili faaliyetlereilişkin mevcut bilginiz, benzer koşullardaki envanter deneyiminiz temelindekabaca bir tahmin yapmanız gerekir. Alternatif olarak, kademe 1 ön tahminçalışması yapabilirsiniz.

• Kilit kategori değerlendirmesi, çaba ve kaynaklarınızın genel emisyontoplamına ya da envanter belirsizliğine en fazla katkıda bulunanfaaliyetlere odaklanmasına yardımcı olacaktır.

Adım 2: Uygun metodolojilerin belirlenmesi

• Kilit kategoriler tespit edildikten sonra her kaynak ve yutak kategorisiiçin bir metodoloji seçin.

• Metot seçimi, kategorinin kilit olup olmamasına ve mevcut veri vekaynaklara göre belirlenir.

Enerjisektöründe sabityanmadankaynakalananCO2 için kararağacı örneği

Adım 3: Veri toplama

•Metot seçimini takip etmelidir.

• Envanter tahminlerinde hata oranını asgariye indirmekamacıyla veri toplama faaliyetlerinde zaman serileritutarlılığı, dokümantasyon ve kontrol prosedürleri (KG/KK) konuları göz önünde bulundurulmalıdır.

• Doğrulama için kullanılabilecek benzer verisetlerininmevcudiyetini değerlendirin.

• Belirsizliklere ilişkin niteliksel ve niceliksel bilgi aynı zamandatoplanmalıdır.

Adım 4: Emisyon ve azaltım tahminleri

• Emisyon ve azaltım tahminleri metodoloji seçiminiz ve topladığınızveriler temelinde gerçekleştirilir. • Çok yıllı bir envanterde, özellikle de bazı yıllar için veriler yoksa ya da eksikse,

zaman serilerinin tutarlılığına özen gösterilmelidir.

Adım 5: Belirsizlik analizi ve kilit kategori analizi

• Envanter tahminleri tamamlandığında belirsizlik analizi yapmanızgerekir.

• Tüm kategoriler için belirsizlik değerleri tespit edildiğinde (belirsizlikdeğerlerinin göz önünde bulundurulduğu) bir kilit kategori analizidaha yapmanız gerekir. • Bu analiz kapsamında üst kademenin kullanılmasını ve ek veri toplanmasını

gerektiren ek kategoriler belirlenebilir (Adım 1 kapsamında belirlenenlere ek).

Adım 6: Raporlama

• Kalite güvence (KG) gözden geçirme süreçlerinin tamamlanmasınınardından, envanter sürecinin nihai adımı envanterin raporlanmasıdır. • Envanteri olabildiğince şeffaf bir şekilde sunmanız gerekir, böylece kullanıcılar

emisyon hesaplamalarında kullanılan veri, metot ve varsayımları anlayabilir.

• Envanter raporlarında net arkaplan bilgilerinin verilmesi envanterin şeffafolmasını sağlar.

Envanter döngüsü

• Envanter hazırlama süreci tekrarlayan bir döngü olarak düşünülebilir.

• Yıllık envanter için döngünün uzunluğu esasında yıldan daha uzun

olabilir.

• Veri toplama süreci envanter raporunun yayınlanmasından bir yıldan

daha fazla süre öncesinde başlayabilir.

• Sera gazı programıyla bir harici gözden geçirme ve onay süreci,

envanter tesliminin ardından aylarca devam edebilir.

ABD ulusal sera gazı envanteri içinenvanter döngüsü örneği

Envanter döngüsü

• Sera gazı envanterini hem bir proje yönetimi çalışması hem de teknik/bilimsel bir çalışma olarak düşünmelisiniz.

• Envanter döngünüzdeki her iki aşamayı takvim üzerinde belirtmek kurumsal düzenlemelerinizin önemli bir parçasını oluşturmaktadır.• Verilerin mevcut olmasına ilişkin size veri sağlayan tarafların farklı zaman çizelgeleri

olabilir. Onlara veri toplama ve/veya raporlama gerekliliklerinizle koordinasyon için yeterli zamanı sağlamanız gerekir.

• Bazen nihai tahminlerden önce ön tahminlerin verilmesi gerekir, böylece tahminlerin gözden geçirilmesi ve rapor taslakları gecikmez.

• İç yönetiminiz taslakların açıklanmasından ya da sera gazı programı veya düzenleyiciye verilmesinden önce bu taslakların gözden geçirilip onaylanması konusunda ısrar edebilir.